雷电电磁脉冲屏蔽效能测试理论讲解(1);近日,深圳市远华伟业科技有限公司正式推出利用中波广播信号测量法(简称中波法)测量雷电电磁脉冲(LEMP)屏蔽效能的仪器套装。套装包含场强测试仪和一个直径为1m的有源环形天线。
本文简要介绍了场强的定义及场强测量的方法;场强仪的测量原理;电平与场强的区别;频谱仪简介;中、短波场强的测量原理和方法;中、短波场强测量对场强仪及配套天线的要求。
关键字:场强;电场强度;电平;场强仪;电平表;天线;频谱仪;选择性;频率范围;频道间隔;灵敏度
场强测量作为广播电视监测工作中一项重要任务和技术指标,它对于摸清电台覆盖范围、播出效果等方面起着非常重要的作用。
1、场强测量
场强是电场强度的简称,它是接收天线在空间某点处感应电信号的大小,以表征该点的电场强度。其单位是微伏/米(μv/m),为方便起见,我们广播监测工作中通常用dBμv/m (0dB=1μv)表示。场强的测量原理如图(1)所示。当接收天线在空中与被测信号极化方向相同时取得最大感应信号,一般可用射频(RF) 的有效值型电平表(电压表)来测量(如图1)。

当线路匹配良好时,仪表读取的电平值是仪表输入端口(一般50Ω或75Ω)所取得的射频电压Er(dBμv)。Er可用下式表示
Er=E+Ga+20lgle-Lf-6 (1)
Er:为仪表输入口的读取电平(dBμV);
E:为电场强度(dBμV/m);
Ga:为接收天线增益(dB)。如果采用半波长偶极天线时Ga=0dB;
le:为接收天线有效长度(λ/π);
Lf:为接收馈线损耗(dB);
6:为从终接值换算开放口的校正值(dB)。
而电场强度E(dBμV/m)则可从(1)式求出,即:E =Er-Ga-20lgle+Lf+6
现举实例具体说明:设测试频率15500KHz ( λ=1.94m),则201gλ/π=201g1.94/π≈-22. 1dB;
如接收天线为半波长偶极天线,Ga=0dB; Lf 选用衰减10dB/100m型电缆,实用长度10m时衰减为1dB;仪表指示电平为15dBμV。将上面数据代入(2)式时,
即得: E=Er-Ga-201gle+Lf+6
=15-0- (-22.1) +1+6
=15+22.1+1+6
=44.1dBu V/m
2、场强仪
众所周知,电平表是以分贝(dB)作单位,如dBμV、dBmV、dBm,而电压表则是以伏特(V)作单位,如V、mV、μV、KV等。其实电平、电压都是同一个物理量,因此,在很多场合这两种单位在一个仪器中同时标出,这从某种意义上来说,电压表也是电平表,电平表也是电平压表,只不过习惯上把它分开称呼而已。
场强仪故名思意是测量场强的仪器。场强仪的量值是μV/m作单位,它里面有一个长度单位m。从原理上来说,电平表(或电压表)它量度的电压值是在仪表的输入端口,而场强仪所量度的电压(或叫电势)是天线在空中某一点感应的电压。严格来说,场强仪是由电平表和天线组成。
就目前市面上的场强仪来看也是将电平表的技术指标与天线分开。如日本安立公司ML524场强仪主机就是按一个电平表给出技术指标,频率范围、灵敏度、电平测量范围、电平测试精度,而天线MP534A、MP666A作为选件,按频段给出技术指标和天线系数。目前国内无线领域常用的南韩生产的 PTK3201场强仪,它也是按电平表给出指标,频率范围0.1~2000MHz,灵敏度0.3mV等都是以仪器输入端口给定,有一根鞭装天线,没有天线系数,只能定性地测量信号场强大小,如果要测定dBμV/m 场强,则要选配测量天线。
由此可见,电平和场强、电平表和场强仪是有很大区别的。可是在一些场合常被混淆了,特别是在我国有线电视行业范围内,有线电视信号是测量同步头的电平来量度,以dBμV作单位,本应该叫做电视信号电平表,或电平表,然而从中国搞公用天线开始,不知怎么都叫它做场强仪。世界上最早的有线电视场强仪是日本利达公司生产的LFC944,利达原文是电视信号电平表,从那时起很多人把它称作场强仪,笔者曾多次在CATV行业内提出应该称作电平表,也许是称呼人太多,至今仍叫场强仪,甚至外国人在中国交流时也只好认可这一称呼,那只有以误就误了。